"Una guía simple para entender la señal de 4 a 20 mA"

La ecuación que usan los sensores (¡pero explicada como para todos!)

Cuando un sensor quiere decirle a una máquina cuánta temperatura, presión o nivel está midiendo, no habla… envía una corriente eléctrica. Esa corriente va desde 4 hasta 20 mA. Pero no lo hace al azar. Hay una fórmula detrás que convierte esa corriente en un valor real, como grados o litros.

Vamos a verla paso a paso, sin complicaciones.

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1. ¿Qué es una ecuación lineal?

Piensa en una línea recta: cuando un número sube, el otro también. Así funciona la relación entre:

• Corriente (en mA): lo que manda el sensor
• Variable de proceso (PV): lo que se está midiendo (temperatura, presión, etc.)
• Porcentaje (%): cuánto del rango total representa el valor actual

Todo esto se puede conectar con una misma fórmula lineal, como una receta que sirve para tres cosas.

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2. ¿Qué necesitamos saber?

Para que funcione la fórmula, hay que saber el rango de la variable de proceso: 

• PVmín: El valor más bajo que puede tener la variable (ej: 0 °C o -50 °C)
• PVmáx: El valor más alto (ej: 100 °C o 150 °C)
• La señal actual: Puede ser corriente (en mA), un valor de proceso, o un porcentaje del rango

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3. La fórmula mágica (y fácil de entender)

a) Si conoces la variable de proceso (PV) y quieres saber la corriente (mA):

$$\text{mA}=4+\left(\frac{PV-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}}{P{V}_{\text{m}\acute{\text{a}}\text{x}}-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}}\right)\times 16$$

Así sabes cuánta corriente debería estar enviando el sensor para ese valor.

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b) Si conoces la corriente (mA) y quieres saber la variable de proceso (PV):

$$PV=P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}+\left(\frac{mA-4}{16}\right)\times (P{V}_{\text{m}\acute{\text{a}}\text{x}}-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}})$$

$$<br>$$

Así sabes qué está midiendo el sensor a partir de la señal eléctrica que manda.

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c) Si quieres saber el porcentaje (%) del rango:

Desde la corriente:

$$\mathrm{\%}=\left(\frac{mA-4}{16}\right)\times 100$$

$$\mathrm{<br>}$$

Desde la variable de proceso:

$$\mathrm{\%}=\left(\frac{PV-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}}{P{V}_{\text{m}\acute{\text{a}}\text{x}}-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}}\right)\times 100$$

$$\mathrm{<br>}$$

$$\mathrm{<br>}$$

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d) Si conoces el % del rango, puedes calcular:

Corriente (mA):

$$mA=4+\left(\frac{\mathrm{\%}}{100}\right)\times 16$$

$$\mathrm{<br>}$$

PV (valor de proceso):

$$PV=P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}}+\left(\frac{\mathrm{\%}}{100}\right)\times (P{V}_{\text{m}\acute{\text{a}}\text{x}}-P{V}_{\text{m}\acute{\text{ı}}\text{n}})$$

$$<br>$$

$$<br>$$

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4. Ejemplo fácil con números

Supón que mides temperatura desde 0 hasta 100 °C:

Si el sensor manda 12 mA, eso está en la mitad del rango:

• PV = 0 + (50/100) × 100 = 50 °C

• % = ((12 - 4)/16) × 100 = 50% 

Si tienes 75 °C:

• mA = 4 + ((75 - 0)/100) × 16 = 16 mA

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5. ¿Por qué importa esta ecuación?

Porque es la forma en que las máquinas entienden lo que pasa en el mundo real. La temperatura, el nivel del agua o la presión del gas se convierten en corriente, y esa corriente se traduce de nuevo en números que las máquinas y computadoras pueden usar.